Wenn die Straßenlaternen die ganze Nacht über eingeschaltet bleiben, werden die Blätter so hart, dass Insekten sie nicht fressen können, was die Nahrungskette gefährdet

Lichtverschmutzung stört zirkadiane Rhythmen und Ökosysteme auf der ganzen Welt, aber für Pflanzen, die für die Photosynthese auf Licht angewiesen sind, könnten die Auswirkungen tiefgreifend sein. Wissenschaftler schreiben heute in Grenzen der Pflanzenwissenschaft Sie fanden heraus, dass die starke Einwirkung von künstlichem Licht in der Nacht dazu führt, dass die Blätter der Bäume für Insekten härter und schwerer zu fressen sind, was die städtischen Nahrungsketten gefährdet.

„Wir haben festgestellt, dass Baumblätter in den meisten städtischen Ökosystemen im Vergleich zu natürlichen Ökosystemen im Allgemeinen kaum Anzeichen von Insektenschäden aufweisen. Wir waren neugierig, warum“, sagte Dr. Shuang Zhang, korrespondierender Autor der Studie und Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Hier zeigen wir, dass künstliches Licht in der Nacht bei zwei der häufigsten Baumarten in Peking zu einer Erhöhung der Blattresistenz und einem Rückgang der Blattpflanzenfresser führte. »

Ein bisschen Licht

Künstliches Licht hat die nächtliche Helligkeit um fast 10 % erhöht: Der Großteil der Weltbevölkerung ist jede Nacht Lichtverschmutzung ausgesetzt. Da die Eigenschaften von Pflanzen ihre Interaktionen mit anderen Pflanzen und Tieren beeinflussen, könnten alle durch künstliches Licht verursachten Veränderungen erhebliche Auswirkungen auf das Ökosystem haben.

„Blätter, die nicht durch Insekten beschädigt werden, können für Menschen eine Quelle des Trostes sein, aber nicht für Insekten“, sagte Zhang. „Pflanzenfresser sind ein natürlicher ökologischer Prozess, der die Artenvielfalt von Insekten erhält. »

Wissenschaftler stellten die Hypothese auf, dass Pflanzen, die einem hohen Maß an künstlichem Licht ausgesetzt sind, sich eher auf die Abwehr als auf das Wachstum konzentrieren und widerstandsfähigere Blätter produzieren würden, die mehr Abwehrchemikalien enthalten. Um dies zu testen, wählten sie zwei häufig vorkommende Arten von Straßenbäumen aus: die Japanische Pagode und die Grüne Esche. Obwohl sich diese Bäume in vielerlei Hinsicht ähneln, hat die Japanische Pagode kleinere, weichere Blätter, die Pflanzenfresser bevorzugen.

Wissenschaftler identifizierten 30 Probenahmestellen im Abstand von etwa 100 Metern an Hauptstraßen, die normalerweise die ganze Nacht beleuchtet sind. Um den Grad der künstlichen Lichteinwirkung zu bestimmen, maßen sie die Beleuchtungsstärke an jedem Standort. Fast 5.500 Blätter wurden gesammelt und ausgewertet, um die Pflanzenfresser von Insekten und Eigenschaften zu bestimmen, die durch künstliches Licht beeinflusst werden könnten, wie etwa Größe, Widerstandsfähigkeit, Wassergehalt sowie Nährstoffgehalt und chemische Abwehrkräfte.

Größere Blätter würden darauf hinweisen, dass Ressourcen für das Wachstum bereitgestellt werden, während Resistenz und ein höheres Maß an chemischen Abwehrkräften wie Tanninen auf Ressourcen hinweisen, die für die Verteidigung bereitgestellt werden. Gleichzeitig weisen höhere Wasser- und Nährstoffwerte auf eine hochwertigere Ernährung hin, um Pflanzenfresser anzulocken.

Schwer zu schlucken

Bei beiden Baumarten führte eine hohe künstliche Beleuchtung zu härteren Blättern. Je stärker das Blatt, desto weniger sichtbar waren die Anzeichen von Pflanzenfressern durch Insekten. Je heller das Licht, desto häufiger fanden Wissenschaftler Blätter, die keine Anzeichen von Pflanzenfresser zeigten.

„Der Mechanismus, der diesem Phänomen zugrunde liegt, ist noch nicht vollständig verstanden“, sagte Zhang. „Es ist möglich, dass Bäume, die nachts künstlichem Licht ausgesetzt sind, die Dauer ihrer Photosynthese verlängern können. Darüber hinaus könnten diese Platten einen größeren Anteil der Ressourcen für Strukturverbindungen wie Fasern bereitstellen, was zu einer Erhöhung der Plattenfestigkeit führen könnte. »

Japanische Pagoden, die mehr künstlichem Licht ausgesetzt waren, hatten einen geringeren Gehalt an Nährstoffen wie Phosphor: Wo japanische Pagodenblätter mehr Nährstoffe enthielten, gab es mehr Pflanzenfresser. Grüne Eschenblätter wurden jedoch stärker von höheren Lichtverhältnissen beeinflusst: Sie hatten einen höheren Stickstoffgehalt, kleinere Blätter und eine schwächere chemische Abwehr.

Dies könnte daran liegen, dass Grün-Eschen bei Pflanzenfressern weniger beliebt sind, die es sich daher leisten können, Ressourcen für das Wachstum bereitzustellen. Im Gegensatz dazu wenden japanische Sophoras mehr Ressourcen für die Verteidigung auf, was ihren Nährstoffgehalt verringert.

Hungrige Insekten

„Verminderte Pflanzenfresser können zu kaskadierenden trophischen Effekten in der Ökologie führen“, sagte Zhang. „Geringere Mengen an Pflanzenfressern bedeuten eine geringere Häufigkeit pflanzenfressender Insekten, was wiederum zu einer geringeren Häufigkeit räuberischer Insekten, insektenfressender Vögel usw. führen könnte.“ Der Rückgang der Insekten ist ein globaler Trend, der in den letzten Jahrzehnten beobachtet wurde. Wir sollten diesem Trend mehr Aufmerksamkeit schenken. »

Obwohl die Blattresistenz eine mechanische Abwehr gegen Raubtiere darstellt, ist es möglich, dass andere Faktoren zu einer verminderten Pflanzenfresserschaft beitragen: Beispielsweise könnte eine größere Lichtmenge dazu führen, dass Insekten für ihre Raubtiere besser sichtbar sind. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Auswirkungen von künstlichem Licht vollständig zu verstehen.

„Unsere Studie wurde in einer einzigen Stadt durchgeführt und untersuchte nur zwei Baumarten“, warnte Zhang.

„Diese Einschränkung behindert unsere Fähigkeit, Ergebnisse auf breitere räumliche und taxonomische Skalen zu übertragen. Die Forschung darüber, wie sich die Urbanisierung auf Insekten und insektenbezogene ökologische Prozesse auswirkt, steckt noch in den Kinderschuhen. »